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用于车辆的功率模块制造技术

技术编号:40661413 阅读:4 留言:0更新日期:2024-03-18 18:54
本发明专利技术涉及一种用于车辆的功率模块,其包括:第一基板,其包括布置于第1‑1表面的第一金属电路和从第一金属电路沿第一方向延伸的第一间隔件;第二基板,其与第一基板间隔开并沿第二方向面向第一基板,并且包括第二金属电路和第二间隔件,所述第二金属电路布置于面向第1‑1表面的第2‑1表面,所述第二间隔件从第二金属电路沿第二方向延伸;以及半导体芯片,其布置在第一基板和第二基板之间并且包括功率焊盘和信号焊盘,所述第一间隔件和所述第二间隔件朝向彼此延伸,并且所述第二间隔件包括连接到功率焊盘的第2‑1间隔件和连接到信号焊盘的第2‑2间隔件。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于车辆的功率模块,尤其涉及一种安装到用于操作设置在电动车辆中的驱动电机的逆变器的用于车辆的功率模块。


技术介绍

1、功率转换器(例如逆变器)是混合动力电动车辆和电动车辆的关键组件之一。功率转换器是环保车辆的主要组件,已经开发了许多用于功率转换器的技术。环保车辆领域的关键技术是开发作为功率转换器的核心部分并且成本最高的功率模块。

2、在这些功率模块中,有一种双面冷却功率模块,其中对应于不同的基板并且面向彼此的两个表面被单独冷却。双面冷却功率模块采用过孔间隔件来连接不同的基板并确保不同基板之间的间隔,由于过孔间隔件的电导通功能,放置过孔间隔件的位置很重要。此外,确保过孔间隔件的耐久性很重要。

3、此外,在不同的基板之间布置有半导体芯片,增加用于将导线结合到半导体的工序,以从外部接收用于半导体芯片的控制信号。

4、包含于本专利技术的
技术介绍
部分中的信息仅仅旨在增强对本专利技术的总体背景的理解,而不应被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。


技术实现思路

1、本专利技术的各个方面致力于提供一种双面冷却功率模块,其可以在没有单独的间隔件的情况下使基板的金属电路之间导电并保持间隔。

2、根据本专利技术的示例性实施方案,提供一种用于车辆的功率模块,其包括:第一基板、第二基板以及半导体芯片,所述第一基板包括布置于第1-1表面的第一金属电路和从第一金属电路沿第一方向延伸的第一间隔件;所述第二基板与第一基板间隔开并沿第二方向面向第一基板,并且包括第二金属电路和第二间隔件,所述第二金属电路布置于面向第1-1表面的第2-1表面,所述第二间隔件从第二金属电路沿第二方向延伸;所述半导体芯片布置在第一基板和第二基板之间并且包括功率焊盘和信号焊盘;其中,所述第一间隔件和所述第二间隔件朝向彼此延伸,并且所述第二间隔件包括连接到功率焊盘的第2-1间隔件和连接到信号焊盘的第2-2间隔件。

3、所述功率模块可以进一步包括布置在第一金属电路和第二金属电路之间的信号引线,其中所述信号引线经由第二金属电路和第2-2间隔件电连接到信号焊盘。

4、所述第2-2间隔件可以具有在从第二金属电路延伸的方向上变小的截面面积。

5、所述第2-2间隔件在从第二金属电路延伸的方向上的端部的截面面积可以比在第二金属电路侧的截面面积小预设百分比。

6、所述预设百分比大于或等于30%。

7、所述第2-2间隔件可以形成为具有截头锥或截头多边形棱锥的形状,其截面面积在从第二金属电路延伸的方向上变小。

8、所述第一间隔件和所述第二间隔件可以在除了端部之外的内部部分包含玻璃料。

9、连接到冷却器的冷却层可以布置于第一基板的与第1-1表面相反的第1-2表面和第二基板的与第2-1表面相反的第2-2表面的每一者。

10、所述功率模块可以进一步包括布置在第一金属电路和第二金属电路之间的功率引线,所述功率引线可以经由第二金属电路和第2-2间隔件电连接到功率焊盘。

11、所述第一基板包括设置于与第1-1表面相反的第1-2表面并连接到冷却通道的第一冷却层,所述第二基板包括设置于与第2-1表面相反的第2-2表面并连接到冷却通道的第二冷却层。

12、可以通过利用丝网印刷和固化导电膏或者通过固化导电熔融材料来使间隔件从金属电路延伸。

13、当利用丝网制备间隔件时,在丝网解除过程中沿着解除丝网的方向拉伸的导电膏的变形部分可以通过冲压工序或研磨工序进行后处理。

14、根据本专利技术的示例性实施方案,提供一种制造功率模块的方法,其包括:在绝缘层的第一表面形成金属电路;以及形成从金属电路沿特定方向延伸的多个间隔件;形成多个间隔件包括:印刷导电膏;以及固化印刷的导电膏;其中印刷和固化被重复预定次数。

15、所述印刷可以包括:安置形成有图案的丝网;将导电膏涂覆到所述图案;解除丝网;以及去除涂覆的导电膏随着丝网的解除而拉伸的变形部分。

16、所述方法可以进一步包括在与绝缘层的第一表面相反的第二表面形成冷却层。

17、所述方法可以进一步包括电镀金属电路和多个间隔件。

18、根据本专利技术的示例性实施方案,在连接基板时使用从不同基板的金属电路朝向彼此延伸而分别一体地形成的不同间隔件,因此在不添加单独的间隔件或类似部件的情况下连接基板,从而简化工艺并由于部件数量的减少而降低制造成本。

19、此外,间隔件一体地形成而不是分离的,从而可以精确地控制间隔件的位置。

20、此外,基板和间隔件形成为单个主体,因此需要通过焊料补偿的单个主体的误差的公差比使用单独的间隔件的情况下基板和间隔件的各自厚度误差的公差更小。

21、此外,当通过堆叠铜膏形成间隔件时,由于铜的导热性而使间隔件表现出更高的散热性能,从而改善热特性。

22、此外,信号引线连接到金属电路,从金属电路延伸的间隔件连接到半导体芯片的信号焊盘,从而可以不包括用于连接信号焊盘和信号引线的传统导线结合,从而简化制造工艺并且由于部件数量的减少而降低制造成本。

23、此外,通过不包括导线结合,基板之间的距离缩短,因此间隔件的长度最小化,从而导致在组装基板的过程中难度降低并且由于基板之间的缩短的距离而提高散热性能。

24、本专利技术的方法和装置具有其它特征和优点,这些特征和优点从并入本文中的附图和随后的具体实施方式中将是显而易见的,或者在并入本文中的附图和随后的具体实施方式中进行更详细的陈述,这些附图和具体实施方式共同用于解释本专利技术的特定原理。

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【技术保护点】

1.一种用于车辆的功率模块,所述功率模块包括:

2.根据权利要求1所述的用于车辆的功率模块,其进一步包括:

3.根据权利要求1所述的用于车辆的功率模块,其中,所述第2-2间隔件具有在从第二金属电路延伸的方向上变小的截面面积。

4.根据权利要求3所述的用于车辆的功率模块,其中,所述第2-2间隔件在从第二金属电路延伸的方向上的端部的截面面积比在第二金属电路侧的截面面积小预设百分比。

5.根据权利要求4所述的用于车辆的功率模块,其中,所述预设百分比大于或等于30%。

6.根据权利要求3所述的用于车辆的功率模块,其中,所述第2-2间隔件的形状为截头锥或截头多边形棱锥,其截面面积在从第二金属电路延伸的方向上变小。

7.根据权利要求1所述的用于车辆的功率模块,其中,所述第一间隔件和所述第二间隔件在除了端部之外的内部部分包含玻璃料。

8.根据权利要求1所述的用于车辆的功率模块,其进一步包括冷却层,所述冷却层连接到冷却器并且布置于第一基板的与第一基板的第一表面相反的第二表面和第二基板的与第二基板的第一表面相反的第二表面的至少一者。

9.根据权利要求8所述的用于车辆的功率模块,其中,所述第一基板包括:第一基板的第一金属电路和冷却层之间的第一绝缘层以及第二基板的第二金属电路和冷却层之间的第二绝缘层。

10.根据权利要求1所述的用于车辆的功率模块,其进一步包括布置在第一金属电路和第二金属电路之间的功率引线。

11.根据权利要求10所述的用于车辆的功率模块,其中,所述功率引线连接到第一金属电路和第二金属电路的至少一者。

12.根据权利要求1所述的用于车辆的功率模块,其中,所述第一间隔件和所述第二间隔件通过利用丝网印刷和固化导电膏或者通过固化导电熔融材料而分别从第一金属电路和二金属电路延伸。

13.根据权利要求1所述的用于车辆的功率模块,其中,所述第二间隔件进一步包括第2-3间隔件,所述第一间隔件和所述第二间隔件的第2-3间隔件在预定方向上朝向彼此延伸并且电连接以形成过孔间隔件。

14.根据权利要求13所述的用于车辆的功率模块,其中,所述第一间隔件和所述第2-3间隔件与第一电路基板和第二电路基板一体地形成。

15.根据权利要求14所述的用于车辆的功率模块,其中,所述第一间隔件和所述第二间隔件的第2-3间隔件通过焊接彼此电连接。

16.一种制造功率模块的方法,所述方法包括:

17.根据权利要求16所述的方法,其中,印刷包括:

18.根据权利要求16所述的方法,其进一步包括在与绝缘层的第一表面相反的第二表面形成冷却层。

19.根据权利要求16所述的方法,其进一步包括电镀金属电路和多个间隔件。

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【技术特征摘要】

1.一种用于车辆的功率模块,所述功率模块包括:

2.根据权利要求1所述的用于车辆的功率模块,其进一步包括:

3.根据权利要求1所述的用于车辆的功率模块,其中,所述第2-2间隔件具有在从第二金属电路延伸的方向上变小的截面面积。

4.根据权利要求3所述的用于车辆的功率模块,其中,所述第2-2间隔件在从第二金属电路延伸的方向上的端部的截面面积比在第二金属电路侧的截面面积小预设百分比。

5.根据权利要求4所述的用于车辆的功率模块,其中,所述预设百分比大于或等于30%。

6.根据权利要求3所述的用于车辆的功率模块,其中,所述第2-2间隔件的形状为截头锥或截头多边形棱锥,其截面面积在从第二金属电路延伸的方向上变小。

7.根据权利要求1所述的用于车辆的功率模块,其中,所述第一间隔件和所述第二间隔件在除了端部之外的内部部分包含玻璃料。

8.根据权利要求1所述的用于车辆的功率模块,其进一步包括冷却层,所述冷却层连接到冷却器并且布置于第一基板的与第一基板的第一表面相反的第二表面和第二基板的与第二基板的第一表面相反的第二表面的至少一者。

9.根据权利要求8所述的用于车辆的功率模块,其中,所述第一基板包括:第一基板的第一金属电路和冷却层之间的第一绝缘层以及第二基板的第二金属电路和冷却层之间的第二绝缘层。

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【专利技术属性】
技术研发人员:朴准熙黄升泽孔南植俞明日
申请(专利权)人:现代自动车株式会社
类型:发明
国别省市:

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